litceysel.ru
добавить свой файл
1


Конспект урока по теме «Простые механизмы. Рычаг»

Цели урока:

Образовательная:


  1. Ввести понятие «простые механизмы».

  2. Познакомить с классификацией простых механизмов.

  3. Вывести правило равновесия рычага


Развивающая:

  1. Способствовать развитию познавательного интереса, мыслительной деятельности средствами ИКТ.


Воспитательная:

  1. Воспитывать уважительное отношение к мнению одноклассников, интереса к предмету


Оборудование: локальная компьютерная сеть с выходом в Интернет, экран, мультимедийный проектор

Ход урока:

I Организационный этап

II Проверка усвоения материала предыдущего урока (входной контроль).

  1. Что характеризует мощность? Напишите формулу для её расчёта.

  2. Что является единицей мощности? Дайте определение мощности 1Вт.

  3. Как можно вычислить механическую работу через мощность и время?

  4. Выразите в ваттах следующие единицы мощности:

  • 5 кВт

  • 2,3 кВт

  • 0,4 кВт

  • 0,05 МВт

  1. Выразите в киловаттах и мегаваттах следующие значения мощности:

  • 2500 Вт

  • 100 Вт

  1. Выполнение интерактивного теста по теме «Мощность»

  2. Подведение итогов входного контроля



III Изучение нового теоретического материала.


Слайд 2. Сила человека ограничена. Поэтому с незапамятных времён для совершения механической работы он использует различные приспособления, которые позволяют преобразовать его силу в силу, существенно большую.

К простым механизмам относятся (щелчок мышью): рычаг и наклонная плоскость.

Слайд 3. Вам, наверное, известно, что тяжёлый предмет (большой камень, бревно), который невозможно передвинуть непосредственно, сдвигают с места при помощи достаточно длинной палки – рычага. С помощью рычагов три тысячи лет (щелчок мышью) назад при строительстве пирамид в Древнем Египте передвигали и поднимали на большую высоту тяжёлые каменные плиты. Рычаг имеет две разновидности (щелчок мышью) – блок и ворот.



Слайд 4. Блок – это колесо с желобом по окружности для каната или цепи, ось которого жестко прикреплена к стене или потолочной балке. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах.
Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспастом.


Слайд 5. Ворот – это два колеса, соединенные вместе и вращающиеся вокруг одной оси. Такое сложное громоздкое устройство средневекового периода - ворот или ступальные колеса широко использовались в рудничном деле. Их приводили в движение люди, ступая по планкам колеса.

Мы можем увидеть ворот (щелчок мышью), подойдя к колодцу. Колодезный ворот имеет ручку (щелчок мышью), при вращении которой цепь наматывается на ворот и ведро поднимается на поверхность.


Слайд 6. Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия.
К таким устройствам относятся пандусы, эскалаторы, обычные лестницы и конвейеры.
Если нужно поднять груз на высоту, всегда легче воспользоваться пологим подъемом, чем крутым. Причем, чем положе уклон, тем легче выполнить эту работу. Когда время и расстояние не имеют большого значения, а важно поднять груз с наименьшим усилием, наклонная плоскость оказывается незаменима (щелчок мышью).

Вкатывая бочки по наклонной плоскости, пираты прикладывают меньшую силу, нежели если бы они поднимали бочки на веревках. Другими словами, силы, прикладываемые пиратами, меньше веса бочек.

Очень остроумно использована наклонная плоскость на Красноярской ГЭС (щелчок мышью). Здесь вместо шлюзов действует судовозная камера (щелчок мышью), движущаяся по наклонной эстакаде. Для ее передвижения необходимо тяговое усилие в 4000 кН.

Наклонная плоскость имеет две разновидности (щелчок мышью): клин и винт.

Слайд 7. На этом рисунке изображён клин, вбиваемый в полено. Клин действует на него сверху вниз. При этом он раздвигает образующиеся половинки влево и вправо. То есть клин изменяет направление действия силы. Кроме того, сила, с которой он раздвигает половинки бревна, гораздо больше силы, с которой молот воздействует на клин. Следовательно, клин изменяет и числовое значение приложенной силы. Его применяют, чтобы получить выигрыш в силе, то есть при помощи меньшей силы противодействовать большей силе.



Слайд 8. Второй разновидностью наклонной плоскости является винт. Взгляните на рисунок. Вы видите картонный треугольник, расположенный рядом с цилиндром. Наклонной плоскостью служит ребро картона. Обернув треугольник вокруг цилиндра (щелчок мышью), мы получим винтовую наклонную плоскость. Подобно клину, винт может изменять направление и/или числовое значение приложенной силы.

Взгляните на рисунок (щелчок мышью). Поворачивая рукоятку штопора по часовой стрелке, мы вызываем продвижение винта штопора вниз. Другими словами, происходит преобразование движения: вращательное движение штопора приводит к его поступательному движению. С помощью винта в древности подавалась вода из водоёмов. Ну, а вам винт более знаком вот в таком виде (щелчок мышью).


Слайд 9. Рассмотрим самый простой и распространённый механизм – рычаг. Он представляет собой твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры (щелчок мышью).


Слайд 10. Человеку нужно преодолеть вес груза Р – силу, направленную вертикально вниз (щелчок мышью). Он поворачивает для этого рычаг вокруг оси, проходящей через его единственную неподвижную точку (щелчок мышью) – точку его опоры О. Сила F (щелчок мышью), с которой человек действует на рычаг, меньше силы Р, таким образом, человек получает выигрыш в силе. При помощи рычага можно поднять такой тяжёлый груз, который без рычага поднять нельзя.


Слайд 11. На рисунке изображён рычаг, ось вращения которого О (точка опоры) расположена между точками приложения сил А (щелчок мышью) и В (щелчок мышью).Обе силы F1 и F2 (щелчок мышью), действующие на рычаг, направлены в одну сторону. На этом рисунке (щелчок мышью) показана схема этого рычага.

Слайд 12. Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называют плечом силы. Обозначают gлечо буквой l. Чтобы найти плечо силы, надо из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действия силы. Длина этого перпендикуляра и будет плечом силы.


Проиллюстрируем эти определения примером. На рисунке слева рычагом является педаль. Ось ее вращения проходит через точку О. К педали приложены две силы: F1 - сила, с которой нога давит на педаль и F2 - сила упругости натянутого троса, прикрепленного к педали. Проведя через вектор F1 линию действия силы (изображена голубым цветом), и, опустив на нее перпендикуляр из т. О, мы получим отрезок ОА - плечо силы F1.

С силой F2 дело обстоит еще проще: линию ее действия можно не проводить, так как вектор этой силы расположен более удачно. Опустив из точки О перпендикуляр на линию действия силы F2, получим отрезок ОВ - плечо этой силы.


Слайд 13. В нашем случае ОА (щелчок мышью) – плечо силы F1; ОВ – плечо силы F2 (щелчок мышью). Силы, действующие на рычаг, могут повернуть его вокруг оси в двух направлениях: по ходу или против хода часовой стрелки. Так, сила F1 вращает рычаг по ходу часовой стрелки (щелчок мышью), а сила F2 вращает его (щелчок мышью)против хода часовой стрелки.


Слайд 14. Условие, при котором рычаг находится в равновесии под действием приложенных к нему сил, можно установить на опыте. Для этого к рычагу по обе стороны будем привешивать различные грузы так, чтобы рычаг каждый раз оставался в равновесии. Для каждого случая измерим модули сил и их плечи. В первом случае сила в 2 Н уравновешивает силу в 3 Н. При этом видно, что плечо меньшей силы в 1,5 раза больше плеча большей силы. Во втором случае (щелчок мышью) силы отличаются друг от друга в два раза, во столько же раз плечо меньшей силы больше плеча большей силы.

На основании этих опытов приходим к выводу (щелчок мышью): Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил. Это правило можно записать в виде формулы (щелчок мышью).

Слайд 15. Из правила равновесия рычага, установленного Архимедом, следует, что меньшей силой можно уравновесить большую силу. Пусть одно плечо рычага в 3 раза больше другого. Тогда, прикладывая в точке А силу, например в 400Н, можно поднять груз весом 1200Н. Чтобы поднять ещё более тяжёлый груз, нужно увеличить длину плеча рычага, на которое будет действовать человек.


IV Закрепление изученного материала

Работа учащихся под руководством учителя с интерактивной моделью «Выяснение условий равновесия рычага»


V Итог урока

Анализ деятельности учащихся, выставление отметок.

VI Домашнее задание

§55, 56